面向三本層次的《測試技術》教學改革研究與實踐

黃 希，王 恒，花國然，徐海黎

（1.南通大學杏林學院，江蘇 南通 226008；2.南通大學機械工程學院，江蘇 南通 226019）

引言

《測試技術》是機械工程類專業學生必須掌握的一門重要專業基礎課，該課程是建立在傳感器技術、計算機技術、信號分析與處理技術等基礎之上的一門交叉、綜合性專業基礎課，涉及機械、電子信息、自動化、儀器儀表等多個領域，專業性、理論性和實踐性都很強。由于教學學時不斷壓縮以及實驗條件的限制，導致目前在課堂教學實施中更側重講授基本理論和方法，與機械工程專業和本課程密切相關應用實踐的案例比較缺乏，學生只是被動聽課，啟發性和互動性不夠，缺乏學習的主動性與積極性，再加之目前的教材對典型案例介紹嚴重不足，因此，目前教學方法割斷了理論和工程之間的聯系，難以從宏觀上建立機械測試系統整體概念，學生普遍反映測試技術理論知識深奧、空洞、抽象，傳感器缺少實物對象、枯燥無味，學習效果不明顯，與工程實際的要求差距很大［1－3］。針對三本層次學生以應用型為培養目標，該課程的工程實踐性與教學方法、教學內容之間的矛盾更加突出，教學方法改革與創新勢在必行［4］。

在面向三本層次學生的《測試技術》教學實踐過程中，針對目前教學的現狀與不足，筆者在教學過程中進行了一系列的研究與探索，取得了一定的成效，現將其進行總結。

1 以系統觀點優化優化教材體系，突出系統性、工程性和綜合性

《測試技術》現有的教學內容包括測試信號分析理論、傳感器原理和測試技術應用三大部分，目前的教材在編寫體系上缺乏統一性，不同教材在章節順序和章節內容編排上差異很大，筆者認為應該以系統論的觀點來重新審視和優化《測試技術》教材的體系結構和內容編排，其核心是從宏觀上使學生能建立起機械測試系統整體的概念和框架，幫助學生理解和掌握如何建構測量系統，如何實現信號的采集與分析，最終回歸到能夠獨立地實現對機械工程中常見參量的測量與分析，以“信號是什么（信號的分類與描述）—如何采集信號（傳感器與信號調理電路）—如何分析信號（測試信號的分析與處理）—機械工程常見參量的測量方法（位移、振動、應變等測量）—機械測試系統的構建，以這樣的邏輯順序編寫教材內容，突出教材的整體性和系統性。

《測試技術》是一門實踐性和應用性很強的課程，教材中除了對基本理論知識敘述外，需要強化突出“工程化”和“案例化”，強化學生的工程能力和創新能力，并能夠及時體現技術的發展趨勢。與傳統的教材不同，提出以教材內容來引導案例，以案例作為載體幫助學生理解教材章節內容；并強調工程實踐性，實際案例與理論相結合進行分析，使學生在理解案例的過程中掌握知識點，在章節編寫上基本按照“提出問題—分析問題—解決問題”的方式編寫，每章均設計有與本章節內容密切相關的工程案例及啟發性問題，并配有大量工程實例的照片和原理圖等，并在教材中設置多個典型機電系統測試綜合案例（汽車電子與測試技術、機械設備狀態監測與故障診斷、機械裝備性能測試及其應用），能夠將教材章節內容有機結合起來，使得學生通過對工程實際問題深入、系統、本質的認識和理解，具備培養分析和解決問題能力的條件，達到培養目標對于學生能力的要求。

2 以啟發式教學為主線貫穿課程教學，突出創新性教學方式

所謂啟發式教學就是強調學生是學習的主體，教師要調動學生的學習積極性，實現教師主導作用與學生積極性相結合。要調動學生的積極性，其前提是激發學生對課程的興趣愛好。為此，在授課過程中不僅要列舉大量生活實例，使得學生從頻繁的使用過程中感知該課程的重要性，而且應以“問題”為起點，引導與訓練學生培養“提出問題—分析問題—解決問題”的思想。如在緒論部分介紹測試技術的應用時，可以充分利用學生熟悉的日常生活實例，如麥克風、PM2.5、光電鼠標、滑動變阻器、調頻廣播等幫助學生建立對測試技術的認識，培養其學習的興趣和愛好；同時，通過測試技術在機械、通信、土木、航空航天、醫學、環境監測、化工等方面的應用，闡述課程的重要性和必要性。在常用傳感器這部分，通過設置開放性題目（如采用不同的傳感器實現液體壓力、檢測葉片裂紋等），利用“任務驅動”激發學生學習興趣和動力，幫助學生思考和理解不同傳感器的工作原理與應用，同時也為學生多角度思考問題、多手段解決問題提供了鍛煉機會。

創新性教學方法是建立在教學思想和教學模式轉變的基礎上，以教師為主導、以學生為主體的新型教學思想和教學模式，能夠充分發揮教師的引導作用和學生的主觀能動性，在創新性教學方法引導下《測試技術》理論授課過程采用啟發式講授、工程案例剖析與課堂討論相結合的方法，把培養學生的能動性和創新能力放在首位，注重培養其獨立分析問題和解決問題的能力，并探索建立能力和素質等多方面結合的課程成績綜合評價體系，通過具體工程問題自主設計等形式，突出理論學習、實踐、創新等多方面素質和能力的考評，體現形成性評價和終結性評價相結合。

3 優化教學手段，多種教學模式綜合應用

在《測試技術》授課過程中，在傳統教學模式的基礎上，進一步完善教學手段、充分利用多媒體課件、Labview、matlab軟件、教學網站等多種形式，改善現有枯燥、單一的教學模式和手段，有利于教學相長、有利于充分調動學生的學習主動性和積極性、激發學生的求知欲和創造性思維，使得教學活動生動、具體且直觀易學，對于培養學生解決問題的能力，提高課堂教學質量都十分必要。

比如在講授信號數字化處理部分，通過課件展示大量的時域、頻域波形，給學生直觀的印象，幫助其理解；同時，針對教學重點和難點，創新設計flash動畫，形象地表示出數字化過程中諸如時域采樣、采樣定理、時域截斷等基本概念，以動畫的形式直觀地反映這些概念的含義，輔助教師進行講解，引導和幫助學生理解并掌握重要的抽象概念，取得了良好的教學效果。

4 結語

《測試技術》是一門重要的技術基礎課，它在培養學生、改造專業和促進科技發展方面有重要作用。本文在傳統教學的基礎上，緊緊結合本三層次學生應用型培養目標的要求，結合筆者自身教學改革實踐，在以系統觀點優化優化教材體系，突出系統性、工程性和綜合性；以啟發式教學為主線，突出創新性教學內容與形式；優化教學手段，綜合應用多種教學模式，目標在于充分調動學生的學習主動性和積極性、激發學生的求知欲和創造性思維，使得教學活動生動、具體且直觀易學，提高了課程教學質量。

［1］張鳳生，王海峰.機械工程測試技術課程教學改革與實踐［J］.教學研究，2012（1）：92－94.

［2］文成，周傳德.機械工程測試技術“案例和實驗并舉”教學模式探索［J］.中國現代教育備，2013（1）：61－63.

［3］李敏通，朱兆龍，查崢.“機械工程測試技術”教學方法研究探討［J］.教育教壇，2012（4）：189－190.

［4］胡東，唐川林.機械工程測試技術課程教學改革研究［J］.教學研究，2013（1）：29－31.